Der Hauptunterschied zwischen Steuerstäben und Neutronenmoderatoren besteht darin, dass Steuerstäbe Neutronen absorbieren können, während Neutronenmoderatoren die Neutronen verlangsamen können.
Steuerstab und Neutronenmoderator sind zwei Komponenten von Kernreaktoren. Diese beiden Komponenten haben zwei unterschiedliche, aber wichtige Rollen zu spielen. Der Steuerstab steuert die nukleare Kettenreaktion, indem er Neutronen absorbiert, aber der Neutronenmoderator steuert die nukleare Kettenreaktion, indem er die Geschwindigkeit der Neutronen reduziert.
Was ist Steuerstab?
Ein Steuerstab ist ein Bauteil in einem Kernreaktor, das Neutronen absorbieren kann. Der Name dieser Komponente wird so gegeben, weil ihre Hauptaufgabe darin besteht, die Sp altungsrate von Uran oder Plutonium, das im Kernreaktor verwendet wird, durch Absorption von Neutronen zu steuern. Die Zusammensetzung von Steuerstäben umfasst normalerweise chemische Elemente wie Bor, Cadmium, Silber usw. Diese chemischen Elemente sind in der Lage, Neutronen zu absorbieren, ohne eine Sp altungsreaktion einzugehen. Darüber hinaus haben diese chemischen Elemente unterschiedliche Neutroneneinfangquerschnitte für Neutronen mit unterschiedlichen Energien.
Abbildung 01: Kontrollstab
Die Steuerstäbe befinden sich im Kern des Kernreaktors. Sie werden dann angepasst, um die nukleare Kettenreaktion zu kontrollieren, die im Kern stattfindet. Sie ist hauptsächlich für die Steuerung der Wärmeleistung des Reaktors, der Dampferzeugungsrate und der Stromabgabe wichtig.
Die Anzahl der Steuerstäbe, die in den Kern eingeführt werden, und die Entfernung, bis zu der die Stäbe eingeführt werden, hat einen sehr starken Einfluss auf die Reaktivität des Kernreaktors. Normalerweise sind die Steuerstäbe eines neu gebauten Kernreaktors vollständig eingesetzt. Sie werden teilweise entfernt, wenn die nukleare Kettenreaktion startet.
Was ist Neutronenmoderator?
Ein Neutronenmoderator ist eine Komponente in einem Kernreaktor, die die Neutronen verlangsamen kann. Es gilt als ein Medium, das schnelle Neutronen verlangsamen kann, indem es ihre Geschwindigkeit verringert. Diese Komponente ist jedoch sehr wichtig, da sie Neutronen verlangsamen kann, ohne sie einzufangen. Die Neutronen werden durch diese Komponente mit minimaler kinetischer Energie belassen. Diese Neutronen werden dann als thermische Neutronen bezeichnet und sind anfälliger als schnelle Neutronen für die Ausbreitung der nuklearen Kettenreaktion.
Der am häufigsten verwendete Neutronenmoderator in einem typischen Kernreaktor ist „leichtes Wasser“. Als Alternative können wir festes Graphit und schweres Wasser verwenden. Die reduzierte kinetische Energie des Neutrons wird auf den Moderator übertragen. Hier wird die Energie in die potentielle Energie des Moderatormaterials umgewandelt.
Die Sp altung von Uran-235 in thermischen Neutronenreaktoren bildet zwei Sp altprodukte: sich schnell bewegende freie Neutronen und Energie. Dies setzt eine Kettenreaktion in Gang, da der Neutronenfreisetzungsprozess selbsterh altend sein kann. Außerdem kann dies sehr hohe Energie freisetzen. Der Sp altquerschnitt ist die Komponente, in der die weiteren Sp altereignisse bestimmt werden. Der Sp altquerschnitt hängt von der Geschwindigkeit der Neutronen ab. Daher ist als Kontrollmaßnahme die Verwendung eines Neutronenmoderators sehr wichtig. In schnellen Reaktoren gibt es jedoch keine Neutronenmoderatoren.
Was ist der Unterschied zwischen Steuerstab und Neutronenmoderator?
Steuerstäbe und Neutronenmoderator sind zwei Komponenten in einem Kernreaktor. Der Hauptunterschied zwischen Steuerstab und Neutronenmoderator besteht darin, dass Steuerstäbe Neutronen absorbieren können, während Neutronenmoderatoren die Neutronen verlangsamen können. Die Steuerstäbe steuern die nukleare Kettenreaktion, indem sie Neutronen einfangen, aber der Neutronenmoderator fängt keine Neutronen ein.
Die folgende Infografik fasst den Unterschied zwischen Steuerstab und Neutronenmoderator zusammen.
Zusammenfassung – Steuerstab vs. Neutronenmoderator
Steuerstäbe und Neutronenmoderator sind zwei Komponenten in einem Kernreaktor. Der Hauptunterschied zwischen Steuerstab und Neutronenmoderator besteht darin, dass Steuerstäbe Neutronen absorbieren können, während Neutronenmoderatoren die Neutronen verlangsamen können.
